Способ сборки ик-фотоприемника



Способ сборки ик-фотоприемника
Способ сборки ик-фотоприемника
Способ сборки ик-фотоприемника
Способ сборки ик-фотоприемника
Способ сборки ик-фотоприемника
Способ сборки ик-фотоприемника

 


Владельцы патента RU 2526489:

Открытое акционерное общество "НПО "Орион" (RU)

Изобретение относится к технологии гибридизации ИК-фотоприемника способом перевернутого монтажа (flip chip) и может быть использовано для выравнивания зазоров между кристаллами БИС и МФЧЭ, что приводит к увеличению надежности соединения и стойкости к термоциклированию соединения кристаллов, с помощью так называемых индиевых "подушек" на обоих кристаллах. Способ перевернутого монтажа дополнен новым конструктивным элементом - индиевыми микроконтактами увеличенной площади - «подушками», расположенными на периферии БИС и МФЧЭ и обеспечивающими выравнивание зазоров при гибридизации. Последовательность технологических операций при создании БИС и МФЧЭ с «подушками» остается стандартной, и лишь добавляются новые конструктивные элементы топологии кристаллов БИС и МФЧЭ. Большая площадь индиевых «подушек» предохраняет индиевые микроконтакты от передавливания и перекоса. Индиевые «подушки» МФЧЭ попадают в пазы между индиевыми «подушками» БИС, зазор становится ровным и равным высоте индиевых "подушек", что повышает качество и надежность стыковки. 6 ил.

 

Изобретение относится к технологии гибридизации ИК-фотоприемника способом перевернутого монтажа (flip chip).

Для соединения способом flip chip [Edited by J.H. Lau, Flip chip technologies, McGraw-Hill, Boston, New York, San Francisco, St Lois, 1995] кристалла БИС мультиплексора (фиг.1) с кристаллом матрицы фоточувствительных элементов (МФЧЭ) (фиг.2) используются индиевые микроконтакты высотой 8-12 мкм на каждом электронном компоненте, протравленные по стандартной технологии "напыление индия+фотолитография по индию", с последующим их совмещением. Гибридизация ИК-фотоприемника осуществляется методом сварки давлением.

Указанный способ гибридизации, его мы принимаем за прототип, имеет существенный недостаток: у полученной микросборки образуется неравномерность зазоров по периметру ИК-фотоприемника (фиг.3). Это происходит из-за возможной разной площади поверхности отдельных индиевых микроконтактов и разности высот индиевых микроконтактов на кристаллах БИС и МФЧЭ, возможной неровности кристаллов МФЧЭ. Опыт показывает, что перекос величины зазоров ~5 мкм в силу разных значений коэффициента температурного расширения и термоциклирования приводит к разрыву индиевого соединения.

Задачей изобретения является выравнивание зазоров между кристаллами БИС и МФЧЭ, что приводит к увеличению надежности соединения и стойкости к термоциклированию соединения кристаллов, исключению передавливания индиевых микроконтактов на кристаллах, вследствие чего может произойти их замыкание.

Цель изобретения достигается тем, что способ сборки ИК-фотоприемника способом перевернутого монтажа, включающий формирование индиевых микроконтактов на кристаллах БИС и МФЧЭ, включает изготовление на периферии кристаллов БИС и МФЧЭ индиевых микроконтактов, площадь которых увеличена, по сравнению с индиевыми микроконтактами фоточувствительных элементов, при этом индиевые микроконтакты увеличенной площади обеспечивают ровный зазор между БИС и МФЧЭ, равный по высоте индиевым микроконтактам увеличенной площади.

Известный способ - прототип, дополнен новым конструктивным элементом - изготовлением индиевых микроконтактов увеличенной, в сравнении с индиевыми контактами фоточувствительных элементов, площади - «подушками», расположенными на периферии БИС (фиг.4) и МФЧЭ (фиг.5) и которые обеспечивают выравнивание зазоров при гибридизации (фиг.6). При этом индиевые «подушки» МФЧЭ попадают в пазы между индиевыми «подушками» БИС, зазор становится ровным и равным высоте индиевых "подушек", что повышает качество и надежность стыковки.

Технический результат достигается тем, что большая площадь индиевых «подушек» (по сравнению с индиевыми микроконтактами фоточувствительных элементов), находящихся на периферии БИС, предохраняет индиевые микроконтакты от передавливания и перекоса и не дает им, в процессе гибридизации, сдавиться до высоты, меньшей уровня индиевых «подушек». Последовательность технологических операций при создании БИС и МФЧЭ с «подушками» остается стандартной и лишь добавляется новый конструктивный элемент - изготовление индиевых «подушек».

На фиг.1-6 изображены:

1 - фрагмент БИС;

2 - индиевые микроконтакты на БИС;

3 - фрагмент МФЧЭ;

4 - индиевые микроконтакты на МФЧЭ;

5 - индиевые микроконтакты после гибридизации (без "подушек");

6 - индиевые "подушки" на БИС;

7 - индиевые "подушки" на МФЧЭ;

8 - индиевые микроконтакты после гибридизации (с "подушками");

9 - индиевые "подушки" после гибридизации БИС и МФЧЭ.

Последовательность технологических операций включает:

- формирование индиевых микроконтактов на кристалле БИС мультиплексора и изготовление микроконтактов увеличенной площади на периферии кристалла;

- формирование индиевых микроконтактов на кристалле МФЧЭ и изготовление микроконтактов увеличенной площади на периферии кристалла;

- гибридизация кристаллов БИС и МФЧЭ.

Отличие способа сборки ИК-фотоприемника способом перевернутого монтажа, включающего формирование индиевых микроконтактов на кристаллах БИС и МФЧЭ и изготовление на периферии кристаллов БИС и МФЧЭ индиевых микроконтактов, большей площади (Фиг.4, 5) от способа сборки ИК-фотоприемника способом перевернутого монтажа, без изготовления микроконтактов большей площади на периферии кристаллов БИС и МФЧЭ (Фиг.1, 2) иллюстрируют фиг.3 и 6. Показано, что при изготовлении на периферии кристаллов БИС и МФЧЭ индиевых микроконтактов большей площади зазор становится ровным и равным высоте индиевых "подушек", что повышает качество, надежность стыковки и исключает передавливание индиевых микроконтактов и, как следствие, их замыкание.

Изготовлены образцы кристаллов БИС мультиплексоров и МФЧЭ с индиевыми «подушками», проведена их гибридизация.

Способ сборки ИК-фотоприемника способом перевернутого монтажа, включающий формирование индиевых микроконтактов на кристаллах БИС и МФЧЭ, отличающийся тем, что на периферии кристаллов БИС и МФЧЭ изготавливают индиевые микроконтакты, площадь которых увеличена, по сравнению с индиевыми микроконтактами фоточувствительных элементов, при этом индиевые микроконтакты увеличенной площади обеспечивают ровный зазор между БИС и МФЧЭ, равный по высоте индиевым микроконтактам увеличенной площади.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оптоэлектронике и вакуумной микроэлектронике и может быть использовано при создании сверхширокополосных фотодетекторов в ультрафиолетовой, видимой и ИК области спектра для оптической спектроскопии и диагностики, систем оптической связи и визуализации.

Изобретение относится к технологии получения индиевых микроконтактов для соединения больших интегральных схем (БИС) и фотодиодных матриц. В способе изготовления микроконтактов матричных фотоприемников согласно изобретению формируют на пластине с матрицами БИС или фотодиодными матрицами металлический подслой (например, Cr+Ni) круглой формы, защищают кристалл пленкой фоторезиста с окнами круглой формы в местах контактов, напыляют слой индия толщиной, соответствующей высоте микроконтактов, формируют на слое индия маску фоторезиста круглой формы, затем формируют микроконтакты травлением ионами инертного газа до полного распыления индия в промежутках между контактами, удаляют остатки фоторезистивной маски на вершинах микроконтактов и нижней защитной пленки в органических растворителях или травлением в кислородной плазме.

Изобретение относится к оптоэлектронным приборам. Полупроводниковый фотоэлектрический генератор содержит прозрачное защитное покрытие на рабочей поверхности, на которое падает излучение, и секции фотопреобразователей, соединенные оптически прозрачным герметиком с защитным покрытием.

Изобретение относится к области полупроводниковых приборов, предназначенных для регистрации инфракрасного излучения. Фотоприемный модуль на основе PbS представляет собой гибридную микросборку, состоящую из фоточувствительного элемента, в виде линейки на основе PbS и кристалла БИС-считывания (мультиплексора), соединенных между собой методом перевернутого монтажа (flip-chip).
Изобретение относится к области электрического оборудования, в частности к фотопреобразователям. Техническим результатом изобретения является улучшение качества контактов и увеличение выхода годных приборов.

Изобретение может быть использовано в различной оптико-электронной аппаратуре для обнаружения инфракрасного излучения. Фотоприемный модуль на основе PbSe согласно изобретению представляет собой гибридную микросборку, состоящую из фоточувствительного элемента, в виде линейки на основе PbSe и кристалла БИС-считывания (мультиплексора), соединенных между собой методом перевернутого монтажа (flip-chip), при этом индиевые столбики наносят на контактные площадки ламелей фоточувствительного элемента, которые помимо слоев Cr, Pd, An содержат подслой Cr и In, и стыкуют с индиевыми столбиками, нанесенными на БИС-считывания, образуя электрическую и механическую связь.

Настоящее изобретение относится к области кремниевых многопереходных фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) солнечных батарей. Конструкция «наклонного» кремниевого монокристаллического многопереходного (МП) фотоэлектрического преобразователя (ФЭП) согласно изобретению содержит диодные ячейки (ДЯ) с n+-p--p+ (р+-n--n+) переходами, параллельными горизонтальной светопринимающей поверхности, диодные ячейки содержат n+(p+) и р+(n+) области n+-p--p+(p+-n--n+) переходов, через которые они соединены в единую конструкцию металлическими катодными и анодными электродами, расположенными на поверхности n+(p+) и p+(n+) областей с образованием соответствующих омических контактов - соединений, при этом, что n+(p+) и p+(n+) области и соответствующие им катодные и анодные электроды расположены под углом в диапазоне 30-60 градусов к светопринимающей поверхности, металлические катодные и анодные электроды расположены на их поверхности частично, а частично расположены на поверхности оптически прозрачного диэлектрика, расположенного на поверхности n+(p+) и p+(n+) областей, при этом они с металлическими электродами и оптически прозрачным диэлектриком образуют оптический рефлектор.

Изобретение относится к области фотоэлектрического преобразования солнечной энергии. Согласно изобретению предложен способ изготовления структуры фотоэлектрического элемента, имеющей два электрода и содержащей по меньшей мере один слой соединения кремния, который включает осаждение слоя соединения кремния на несущую структуру, в результате чего одна поверхность слоя соединения кремния расположена на несущей структуре, а вторая поверхность слоя соединения кремния является непокрытой, обработку второй поверхности слоя соединения кремния в заданной кислородсодержащей атмосфере с обогащением тем самым второй поверхности слоя соединения кремния кислородом и воздействие на обогащенную вторую поверхность окружающим воздухом.

Изобретение касается способа изготовления электродов для солнечных батарей, в котором электрод выполнен в виде электропроводящего слоя на основе (1) для солнечных батарей, на первом этапе с носителя (7) на основу (1) переносят дисперсию, содержащую электропроводящие частицы, посредством облучения дисперсии лазером (9), а на втором этапе сушат и/или отверждают перенесенную на основу (1) дисперсию в целях образования электропроводящего слоя.

Изобретение относится к технологии тонкопленочных фотоэлектрических преобразователей с текстурированным слоем прозрачного проводящего оксида. Способ получения слоя прозрачного проводящего оксида на стеклянной подложке включает нанесение на стеклянную подложку слоя оксида цинка ZnO химическим газофазным осаждением при пониженном давлении и последующее текстурирование поверхности слоя ZnO высокочастотным магнетронным травлением в среде рабочего газа с одновременным перемещением электромагнитов магнетрона по площади поверхности слоя ZnO в течение определенных времени и мощности магнетрона.

Способ изготовления каскадных солнечных элементов включает последовательное нанесение на фронтальную поверхность фоточувствительной полупроводниковой структуры GaInP/GaInAs/Ge пассивирующего слоя и контактного слоя GaAs, локальное удаление контактного слоя травлением через маску фоторезиста. Далее создают многослойное просветляющее покрытие на открытой части пассивирующего слоя. Напыляют основу омических контактов на поверхности полосок контактного слоя через маску фоторезиста и на тыльной поверхности фоточувствительной полупроводниковой структуры. После вжигания напыленной основы омических контактов утолщают ее импульсным электрохимическим осаждением слоя золота или серебра толщиной 5-10 мкм на полоски основы омических контактов через маску задубленного фоторезиста с вертикальными боковыми стенками и на основу омического контакта на тыльной поверхности фоточувствительной полупроводниковой структуры. Создают разделительную мезу плазмохимическим травлением фоточувствительной полупроводниковой структуры со стороны фронтальной поверхности на глубину 10-15 мкм через маску задубленного фоторезиста. Наносят защитный слой из термостойкого и химически стойкого диэлектрика на боковую поверхность разделительной мезы. Изобретение обеспечивает изготовление солнечных элементов с минимизированной степенью затенения светочувствительной области, с утолщенными омическими контактами, обладающими высокими электропроводящими свойствами, высокой износостойкостью. 7 з.п. ф-лы, 4 ил., 8 пр.

Изобретение относится к инфракрасной технике и технологии изготовления устройств инфракрасной техники, конкретно к фотоприемным устройствам ИК-диапазона длин волн и к технологии их изготовления. Сущность изобретения состоит в том, что в фоточувствительной к инфракрасному излучению структуре, содержащей последовательно соединенные подложку, верхний слой которой выполнен из CdTe, нижний варизонный слой, изготовленный из Hg1-xCdxTe, в котором значение x плавно уменьшается от значения, находящегося в пределах (хД+0,1)÷1, до значения xД, детекторный слой, изготовленный из Hg1-xCdxTe, где x=xД=0,2-0,3, а также последовательно соединенные верхний варизонный слой, изготовленный из Hg1-xCdxTe, в котором значение x плавно увеличивается от значения xД до значения, находящегося в пределах (xД+0,1)÷1, изолирующий слой, изготовленный из CdTe, диэлектрический слой, изготовленный из SiO2, диэлектрический слой, изготовленный из Si3N4, и верхний, прозрачный для инфракрасного излучения проводящий слой, в детекторный слой дополнительно введены чередующиеся барьерные слои и слои квантовых ям, изготовленные из Hg1-xCdxTe, минимальное количество которых равно трем, с возможным добавлением числа пар чередующихся слоев от 1 до 100, при этом на границах между слоем квантовых ям и барьерным слоем значения x ступенчато изменяются в пределах xБ=0,5-1,0 и xЯ=0-0,15 при толщине каждого из барьерных слоев 20-100 нм и толщине каждого из слоев квантовых ям 5-20 нм. Также предложен способе изготовления предлагаемой структуры. Изобретение обеспечивает возможность расширения диапазона рабочих частот фоточувствительной структуры и расширения области ее применения. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано в системах лазерной локации, обнаружения лазерного излучения, ИК-спектрометрии, многоспектральных ВОЛС, а также нового поколения систем ночного видения. Согласно изобретению изготовление многоэлементного фотоприемника на основе эпитаксиальных p-i-n-структур InGaAs/InP на поверхность р+-In 0,53 Ga 0,47 As осуществляют путем нанесения фотолитографическим способом маски фоторезиста, ионного травления до подложки n+-InР и финишным химическим травлением, которым формируют множество одинаковых несвязанных p-i-n-областей на проводящем основании, изолированных друг от друга промежутком, ширина которого составляет 1 мкм. При этом потеря светового потока в матрице с шагом 15 мкм составит 6,5%, что в четыре раза меньше, чем при жидкостном способе формирования отдельных p-i-n-диодов. Глубина травления меза-структуры задается временем и скоростью травления ионами аргона с энергией 1 кэВ и плотностью тока 0,2 мА/см2 до подложки n+-InР через маску фоторезиста, что позволяет останавливать процесс травления на требуемой глубине, разделяя элементы матрицы по обедненному носителями n-слою, и, таким образом, устраняет фотоэлектрическую взаимосвязь между отдельными элементами. Таким образом, изобретение обеспечивает создание технологии изготовления матриц фоточувствительных элементов с минимальными потерями светового потока, без фотоэлектрической взаимосвязи и высоким быстродействием. 1 ил.

Изобретение относится к технологии фотодиодов на основе эпитаксиальных p-i-n структур GaN/AlGaN, преобразующих излучение ультрафиолетовой области спектра. Согласно изобретению предложен способ изготовления многоэлементного фотоприемника на основе эпитаксиальных p-i-n структур GaN/AlxGa1-xN. Изготовление осуществляют по меза-технологии ионным травлением до слоя n+ -AlGaN, затем поверхность меза p-i-n диодов подвергается тепловой обработке при температуре 450-550°C продолжительностью 90-200 сек для «залечивания» радиационных и стехиометрических дефектов, образовавшихся на периметре p-i-n диодов под действием ионного пучка или иных нарушений поверхности, возникших на технологических операциях изготовления меза-структуры. Изобретение обеспечивает уменьшение темновых токов многоэлементного фотоприемника. 2 ил.
Изобретение относится к технологии изготовления кремниевых p-i-n фотодиодов (ФД), чувствительных к излучению с длинами волн 0,9-1,06 мкм. Согласно изобретению в способе изготовления кремниевых p-i-n фотодиодов для снижения концентрации электрически активных центров, создаваемых загрязняющими примесями с низкими значениями коэффициентов диффузии, процесс термического окисления проводят при температуре не выше 950°C и последующие процессы диффузии (диффузия фосфора для создания n+-областей, геттерирование диффузионным n+-слоем, диффузия бора для создания p+-области) проводят при температурах, не превышающих указанную. В этом случае из-за резкого уменьшения коэффициентов диффузии примесей с понижением температуры процессов (экспоненциальная зависимость от температуры) в объем кремния проникают в основном примеси с высокими коэффициентами диффузии, которые затем эффективно удаляются с помощью процессов геттерирования. Благодаря этому снижается концентрация генерационно-рекомбинационных центров в i-области фотодиода, что приводит к снижению темнового тока ФД (не менее, чем на порядок) и увеличению процента выхода годных приборов.

Изобретение относится к технологии сборки гибридных матричных фотоприемных устройств методом перевернутого монтажа. Согласно изобретению способ гибридизации кристаллов БИС считывания и матрицы фоточувствительных элементов фотоприемных устройств включает сдавливание индиевых микроконтактов, расположенных на стыкуемых кристаллах, при этом микроконтакты выполняют в форме вытянутых прямоугольников с размерами сторон менее зазоров между микроконтактами, как по вертикали, так и по горизонтали, причем микроконтакты на кристаллах БИС и матрицы фоточувствительных элементов расположены под углом по отношению к друг другу. Изобретение обеспечивает возможность повышения надежности стыковки кристаллов БИС считывания и матрицы фоточувствительных элементов (МФЧЭ), исключая возможность закорачивания соседних микроконтактов. 5 ил.
Изобретение относится к технологии изготовления кремниевых p-i-n фотодиодов (ФД), чувствительных к излучению с длинами волн 0,9-1,06 мкм. Они предназначены для использования в различной электронно-оптической аппаратуре, в которой требуется регистрация коротких импульсов лазерного излучения (10-40 нс). Технический результат изобретения - снижение уровня темнового тока фоточувствительных площадок и охранного кольца, снижение значений коэффициентов взаимосвязи между фоточувствительными площадками многоэлементных ФД и увеличение процента выхода годных приборов, достигается тем, что после проведения высокотемпературных термодиффузионных процессов для создания структуры ФД: - термического окисления; - диффузии фосфора для создания областей n+-типа проводимости (фоточувствительных площадок и охранного кольца); - диффузии фосфора в тыльную поверхность пластины для генерирования загрязняющих примесей; - диффузии бора в тыльную поверхность пластины после стравливания геттерирующего n+-слоя для создания слоя p+-типа проводимости, перед операцией создания омических контактов проводят стравливание диэлектрической пленки с поверхности кремния и травление кремния на глубину менее одного микрона с последующим осаждением пленки двуокиси кремния одним из низкотемпературных методов при температуре, не превышающей 800°С. Затем производят формирование омических контактов известными методами.

Предлагаемое изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, в частности, к способам изготовления планарных pin-фотодиодов большой площади на основе высокоомного кремния p-типа проводимости. Способ включает подготовку пластины исходных p-кремния или кремниевой эпитаксиальной структуры p+-p-типа, формирование маски для имплантации ионов P+ в рабочую область и охранное кольцо, двухстадийную имплантацию ионов P+ с энергией и дозой соответственно (30÷40) кэВ и (3÷4)·1015 см-2 на первой и (70÷100) кэВ и (8÷10)·1015 см-2 на второй стадии для формирования n+-p переходов рабочей области и охранного кольца, имплантацию ионов B F + 2 с энергией (60÷100) кэВ и дозой (2÷3)·10 см-2 с обратной стороны пластины, двухстадийный постимплантационный отжиг при продолжительности и температуре соответственно не менее 1 часа и (570÷600)°C на первой и не менее 5 часов и (890÷900)°C на второй стадии, защиту и просветление поверхности рабочей области и защиту периферии охранного кольца нанесением пленки SiO2, причем отжиг, начальное снижение температуры после отжига до 300°C и нанесение пленки SiO2 при температурах выше 300°C производят в условиях отсутствия кислорода, а имплантацию ионов P+ и B F + 2 проводят одну за другой в любой последовательности. Оптимально подобранные дозы имплантации, режимы и условия постимплантационного отжига и условия нанесения защитного и просветляющего покрытия обеспечивают повышение токовой чувствительности pin-фотодиодов при высоких фоновых засветках с сохранением низкого уровня темновых токов при снижении сложности, трудоемкости и энергозатрат изготовления. 1 з.п. ф-лы,1 табл.

Изобретение относится к полупроводниковой электронике, а именно к способу изготовления фотопроводящих радиационно стойких структур. Способ включает предварительное формирование монослоя жирной кислоты на поверхности раствора свинецсодержащей соли в воде в концентрации 1·10-3-5·10-3 моль/л для получения свинецсодержащего монослоя жирной кислоты по методу Ленгмюра-Блоджетт, перенос одного свинецсодержащего монослоя жирной кислоты на поверхность фоточувствительной пленки, термическую сенсибилизацию фоточувствительной пленки. При этом перенос монослоя на поверхность фоточувствительной пленки осуществляют по методу Ленгмюра-Шеффера после процедуры термической сенсибилизации. Предварительное формирование свинецсодержащего монослоя жирной кислоты осуществляют на поверхности раствора свинецсодержащей соли в воде при pH раствора 8,0±0,4. Технический результат заключается в повышении радиационной стойкости структур на основе пленок сульфоселенида кадмия толщиной до нескольких микрон при сохранении их высокой фоточувствительности и спектрального диапазона фоточувствительности. 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 6 табл., 3 пр.
Изобретение относится к области изготовления фоточувствительных полупроводниковых приборов на основе GaAs, позволяющих преобразовывать мощное узкополосное излучение в электрическую энергию для энергоснабжения наземных и космических объектов. Способ изготовления фотопреобразователя на основе GaAs включает последовательное выращивание методом жидкофазной эпитаксии на подложке n-GaAs буферного слоя n-GaAs, базового слоя n-GaAs, эмиттерного слоя p-GaAs и слоя p-AlGaAs с содержанием Al в твердой фазе от 30-40 ат.% в начале роста слоя и при содержании Al в твердой фазе 10-15 ат.% в приповерхностной области слоя, а также осаждение тыльного контакта и лицевого контакта. На лицевую поверхность подложки наносят антиотражающее покрытие. Способ безопасен и позволяет с меньшими затратами совместить в одном слое функции широкозонного окна и контактного слоя, что приводит к увеличению кпд преобразования узкополосного, в частности лазерного излучения. 8 з.п. ф-лы.
Наверх